촉매 기반 고급 산화 공정 연구 동향

전 세계적인 수질 오염 심화로 기존 폐수 처리 방식은 복합·난분해성 오염물질 처리에 한계를 보입니다. 이에 고반응성 라디칼을 생성하여 다양한 오염물질을 효과적으로 분해하는 고급 산화 공정(AOPs)이 유망한 대안으로 부상하고 있습니다. 본 리뷰는 펜톤, 오존, 과황산염, 광촉매, 전기화학, 음파화학 기반 AOP를 포함한 다양한 기술의 기본 원리, 반응 메커니즘, 촉매 설계 및 폐수 처리 성능을 상세히 다룹니다. 연구 결과에 따르면, 개선된 펜톤 공정은 제약 폐수 처리 시 최대 85%의 화학적 산소 요구량(COD) 제거율을 달성합니다. 특히 난분해성 오염물질을 포함한 산업 폐수 처리에는 광촉매 AOP 기술이 높은 분해 효율을 보였습니다. 이러한 AOP는 난분해성 오염물질 분해 및 기존 생물학적 처리 의존도 감소 외에도 처리 과정에서 발생하는 2차 오염을 크게 줄일 수 있습니다. AOP 기술 최적화를 통해 폐수 내 유해 물질의 심층적인 광물화가 가능하며, 이는 지하수 및 토양 오염 위험을 낮추고 처리 과정의 에너지 소비를 절감합니다. 또한, 본 리뷰는 높은 에너지 소비, 촉매 불안정성, 2차 오염 등 AOP의 실제 적용 시 직면하는 과제들을 논의합니다. 본 연구는 지난 5년간 폐수 처리 분야에서 촉매 기반 AOP의 연구 진행 상황과 응용 동향을 종합적으로 요약하여 관련 연구자 및 엔지니어에게 포괄적인 참고 자료를 제공하고자 합니다.